با تجاری سازی فناوری LTE-Advanced (LTE-A) و بلوغ تدریجی استانداردهای 5G ، سیستم فرکانس رادیویی تجهیزات ارتباطی موبایل با ارتقاء و تحولات عمده روبرو است.به منظور پشتیبانی از باند فوق العاده 100 مگاهرتز ، عملکرد بیش از چهل باند فرکانس و کاهش نویز تداخل ، تولید کنندگان سیستم قصد دارند استفاده از اجزای فرکانس رادیویی مانند تقویت کننده های کم نویز (LNA) و تقویت کننده های برق را افزایش دهند (PA).در عین حال ، ماژول های جلوی فرکانس رادیویی (FAM) نیز برای بهبود ادغام عملکردی مورد نیاز هستند و باعث می شود تولید کنندگان تراشه ها بتوانند توسعه نسل جدیدی از راه حل های فرکانس رادیویی را تسریع کنند.
مای ژنگقی ، مدیر همکار فرکانس رادیویی و مؤلفه های حفاظت از مدیریت انرژی Infineon و بخش چند الکترونیک ، خاطرنشان کرد: با افزایش طرح های چند فرکانس LTE و LTE-A چند فرکانس ، تولید کنندگان تلفن همراه بیشتر به مختلف توجه می کننداجزای موجود در FAM ، مانند PA ، LNA ، سوئیچ ها و فیلترها شاهد افزایش شدید تقاضا بوده اند.این تغییر باعث ایجاد شور و شوق کربن ژرمانیوم سیلیکون (SIGE: C) ، گالیم آرسنید (GAAS) و نیمه هادی اکسید فلزی مکمل (CMOS) RF ، که در توسعه محصولات جدید RF سرمایه گذاری کرده اند.
علاوه بر راه اندازی کامل تجاری سازی LTE در ایالات متحده ، ژاپن و کره جنوبی ، سرزمین اصلی چین در نیمه دوم سال جاری مجوزهای 4G را صادر می کند تا عملیات TD-LTE را تسریع کند.تایوان همچنین انتظار دارد که قبل از پایان سال مجوزها را با موفقیت صادر کند.این امر LTE را قادر می سازد تا دوره ای از رشد سریع را وارد کند و به سمت رومینگ بین المللی و مشخصات چند فرکانس و چند حالته که سازگار با 2G/3G هستند ، توسعه یابد.در همین زمان ، اپراتورهای مخابراتی در کره جنوبی و ایالات متحده نیز شروع به تجاری سازی LTE-A کردند.
به منظور ادغام بیشتر توابع فرکانس رادیویی در یک فضای محدود ، طراحی فرکانس رادیویی از تلفن های همراه چند باند LTE چند باند باید یک راه حل طراحی بسیار یکپارچه اتخاذ کند.در حال حاضر ، تلفن های همراه LTE باید بیش از دوجین باند فرکانس پشتیبانی کنند و تعداد سوئیچ های PA ، LNA و RF دو برابر تلفن های همراه 3G است.در آینده ، با ایجاد تلفن های همراه به سمت LTE-A و 5G با سرعت بالاتر ، پهنای باند بزرگتر و باندهای فرکانس متنوع تر ، استفاده از اجزای فرکانس رادیویی به طور قابل توجهی افزایش می یابد و تولید کنندگان تراشه را برای بهبود محصولات خود هدایت می کند.ادغام برای کاهش فضا و مصرف برق.
مای ژنگقی تجزیه و تحلیل کرد که راه حل های سنتی آرسنید گالیم آرسنید به دلیل خاصیت فرآیند تولید ، ادغام با سایر اجزای سیستم دشوار است.بنابراین ، تولید کنندگان تراشه در حال تسریع در پیشرفت فرآیند نسل بعدی و فن آوری های بسته بندی هستند.به عنوان مثال ، Infineon روی فرآیندهای مواد کربن سیلیکون ژرمانیوم متمرکز شده و آن را با راه حل های کوچک بسته بندی سطح ویفر (WLP) ترکیب می کند تا LNA های MMIC را با عملکرد بالا ، ادغام بالا و پشتیبانی از سوئیچینگ با فرکانس بالا ایجاد کند.Qualcomm همچنین CMOS PA را برای ادغام اجزای محیطی بیشتر از طریق فرآیند CMOS راه اندازی کرد.
مای ژنگقی همچنین نشان داد که کربن ژرمانیوم سیلیکون از نظر عملکرد فرکانس رادیویی ، کیفیت و قابلیت اطمینان با گالیم آرسنید قابل مقایسه است و ادغام سوئیچ های فرکانس رادیویی CMOS یا سایر اجزای دیگر آسانتر است.بنابراین ، حجم حمل و نقل اجزای کربن سیلیکون ژرمانیوم در سالهای اخیر به طرز چشمگیری افزایش یافته است ، و میزان نفوذ در بازار MMIC LNA معادل آن از اجزای آرسنید گالیم است.Silicon's Silicon Germanium Carbon MMIC LNA با موفقیت وارد لیست توصیه های هیئت مدیره چند باند MediaTek MediaTek MediaTek شد و انتظار می رود که سهم بازار خود را از پایان سال جاری تا سال آینده افزایش دهد.
در مورد PA ، مای ژنگقی معتقد است که اگرچه راه حل های آرسنید گالیم هنوز جریان اصلی است ، اما انتظار می رود CMOS PA به دلیل مزایای آن در هزینه و ادغام عملکردی ، در آینده در بازار تلفن همراه پایین افزایش یابد.علاوه بر این ، Infineon شامل بسته بندی سیستم Silicon Germanium Carbon LNA Plus PA (SIP) یا راه حل ادغام تک تراشه در طرح محصول نسل بعدی برای کمک به تولید کنندگان تلفن همراه در ضمن حفظ عملکرد فرکانس رادیویی است.
اگرچه مشخصات LTE-A و 5G هنوز به طور کامل مشخص نشده است ، اما در این صنعت شایعات وجود دارد که تولید کنندگان تلفن همراه ممکن است راه حل های یکپارچه فرکانس رادیویی را رها کرده و به منظور دستیابی به عملکرد انتقال سریع و با کیفیت بالا به طرح های گسسته تغییر دهند.در همین راستا ، مای ژنگقی گفت: اگرچه برخی از تولید کنندگان تراشه فرکانس رادیویی در حال حاضر در حال مطالعه فرآیندهای پیشرفته تر گالیم نیترید (GAN) و بهبود عملکرد سیستم فرکانس رادیویی از طریق افزونه ها هستند ، اما ادغام مؤلفه هنوز کلید کاهش هزینه ها و صرفه جویی در انرژی است.بنابراین ، تنها پس از تعیین استاندارد ارتباطی ، بهترین نقطه تعادل طراحی را می توان بر اساس الزامات مشخصات یافت.